Jak określić możliwy minimalny promień zgięcia grzejnika PFA, który zostanie zainstalowany w zakrzywionym włazie?

Włazy do zbiorników są zazwyczaj zakrzywione lub mają ograniczony prześwit, w związku z czym grzejniki PFA muszą wyginać się wokół przeszkód. Minimalny możliwy promień zgięcia grzejnika PFA jest ustalany na podstawie trzech czynników: średnicy rury, grubości ścianki i dopuszczalnego naprężenia bez pękania. Minimalny sugerowany promień zgięcia (do linii środkowej rury) dla konwencjonalnego grzejnika PFA o średnicy zewnętrznej 25 mm i ściance o grubości 2,0 mm wynosi 200 mm (8× średnica zewnętrzna). W przypadku cieńszych ścianek (1,5 mm) promień można zmniejszyć do 150 mm (6 x OD). W przypadku większych średnic (32 mm OD) minimalny promień wzrasta do 250-300 mm (8-9× OD). Jeśli te promienie zostaną mocniej zagięte, promień zewnętrzny zostanie zbyt mocno naprężony, co może prowadzić do nieodwracalnego odkształcenia, pocienienia ścianek i pęknięć naprężeniowych podczas cykli cieplnych. Grzejników PFA nie należy zginać w terenie. Należy stosować fabrycznie gięte grzejniki z regulowanym ogrzewaniem i gięciem trzpieniowym.

Obliczanie promienia zgięcia i granicy odkształcenia
Promień zewnętrzny jest poddawany naprężeniu podczas zakrzywiania się rury. Odkształcenie rozciągające ε na włóknie zewnętrznym wynosi ε=(r_outer - r_centerline) / r_centerline=(D/2) / R, gdzie D to średnica zewnętrzna rury, a R to promień zgięcia do linii środkowej. Maksymalne dopuszczalne odkształcenie rozciągające bez trwałego uszkodzenia (odkształcenie plastyczności) dla PFA wynosi około 5-8% w temperaturze pokojowej. Jeśli weźmiemy ε_max=0.05, R_min=(D/2)/0.05=10 x (D/2)? czekaj, powtórz obliczenia:=(D/2) / R Dla ε=0.05, R=(D/2)/0.05=D/0.1=10D. Zatem R_min=250 mm dla D=25 mm. Producenci mogą wytwarzać ciaśniejsze zagięcia, 6 × OD, podgrzewając PFA podczas zginania. Jeśli podniesiemy granicę plastyczności do 15 - 20 % w temperaturze 150 C, wówczas R=(D/2) / 0.15=D/0.3=3.3D. Praktyczne minimum. Ostrożne ogrzewanie 4-5 razy OD.

W przypadku grzejnika z wewnętrznym rdzeniem metalowym rdzeń również się wygina. Minimalny promień zgięcia rdzenia metalowego (Incoloy lub tytan) wynosi 3-4× OD w przypadku pojedynczego zgięcia i 5–6× OD w przypadku wielokrotnego zgięcia. Często ograniczenie wyznacza rdzeń, ponieważ metal twardnieje i może pęknąć, jeśli zostanie zbyt mocno zgięty. W przypadku grzejnika o średnicy zewnętrznej 25 mm i ściance o grubości 2 mm średnica rdzenia metalowego wynosi około 21 mm. Minimalny promień gięcia (wg danych producenta) 80–100 mm (4–5× średnica zewnętrzna rdzenia). Odpowiada to promieniowi zgięcia osłony PFA wynoszącemu 100–125 mm.

Minimalny promień zgięcia w zależności od rozmiaru grzejnika i grubości ścianki
Średnica zewnętrzna rury (mm) Grubość ścianki (mm) Średnica zewnętrzna rdzenia (mm) Minimalny promień zgięcia (mm) - Tylko PFA (podgrzewany) Minimalny promień zgięcia (mm) – z metalowym rdzeniem Zalecane minimum dla instalacji w terenie (na zimno) Mnożnik (OD)
12 1.0 10 40 50 60 5× 12 1.5 9 45 55 70 6× 16 1.5 13 60 70 90 5.5× 20 1.5 17 75 90 120 6× 20 2.0 16 80 100 130 6.5× 25 1.5 22 100 120 150 6× 25 2.0 21 110 130 175 7× 25 2.5 20 120 140 200 8× 32 2.0 28 150 180 250 8× 32 2.5 27 170 200 280 9× 38 2.5 33 200 250 350 9× Określanie wykonalności zakrzywionego włazu
Aby ustalić, czy grzejnik PFA może przejść przez zakrzywiony właz:

Zmierz geometrię portu: minimalną szerokość prześwitu (W), wymagany kąt zgięcia (θ, stopnie) i długość prostego przewodu dostępną przed i po zgięciu.

Wymagany promień zgięcia R_req=L / theta (w radianach), gdzie L to długość zagiętego odcinka portu (długość łuku). R_req=500 / (π/2)=500 / 1.57=318 mm Kolano 90 stopni z długością łuku 500 mm.

Compare R_req with the minimum bend radius of the heater from the above table. If R_req >= R_min, następnie grzejnik można-zgiąć wstępnie do tego promienia i zainstalować. R_req < R_min oznacza, że ​​zakręt jest zbyt ciasny.

Grzejnik o średnicy zewnętrznej 25 mm i grubości ścianki 2,0 mm wymaga R min=175 mm na zimno i 130 mm-wygięcia fabrycznego. Można sobie wyobrazić port wejściowy wymagający R req=200 mm. Ten o R req =120 mm nie może być gięty na zimno. Wstępnie wygięty grzejnik wykonany fabrycznie może uzyskać 130 mm, ale 120 mm nadal jest poniżej limitu. Opcje: użyj grzejnika o mniejszej średnicy (20 mm średnicy zewnętrznej, R_min=130 mm na zimno) lub użyj kilku krótkich prostych grzejników zamiast jednego długiego, zagiętego grzejnika.

Wskazówki dotyczące instalacji zakrzywionych portów wejściowych
Jeśli obliczony promień zgięcia jest wykonalny, zamów-wstępnie wygięty grzejnik od producenta. Gięcie fabryczne odbywa się na podgrzewanych trzpieniach, kontrolowanym chłodzeniu i kontroli jakości (pomiar grubości ścianki na gięciu). Zginanie w terenie, nawet przy użyciu opalarki, często skutkuje osłabieniem ścian, naprężeniami szczątkowymi i nierównymi zagięciami. Niezawodność uzasadnia cenę-grzałki wstępnie giętej (premia 20–40%).

Jeśli grzejnik jest wstępnie-wygięty, podeprzyj go w kilku miejscach wzdłuż zagięcia, aby zapobiec zwisaniu. Obszar zgięcia jest mniej sztywny i może opaść pod własnym ciężarem, wywołując naprężenia w pobliżu szczytu zgięcia. Siodła PTFE lub PFA w odstępach 200-300 mm. Nie zaciskaj na samym zgięciu, tylko na prostych częściach.

W przypadku ciasnych włazów, do których nie zmieści się żaden dostępny na rynku grzejnik, wypróbuj elastyczny grzejnik PFA (patrz artykuł nr 69 na temat przenośnych rurek). Dla promieni zgięcia 50–80 mm grzejniki elastyczne są cieńsze (1,0–1,2 mm) i mają mniejszą średnicę (12–16 mm). Mają jednak niższą moc znamionową (zwykle<2 kW) and shorter longevity in hostile chemicals.

Wniosek: 6-8× OD to rozsądne minimum dla większości grzejników
W przypadku montażu na zimno grzejnika PFA zainstalowanego w zakrzywionym włazie, praktyczny minimalny promień zgięcia wynosi 6–8 × średnica zewnętrzna rury. W przypadku fabrycznie-wygiętych grzejników praktyczny minimalny promień zgięcia wynosi 4–6 × średnica zewnętrzna. W przypadku konwencjonalnego grzejnika o średnicy zewnętrznej 25 mm i ściance o grubości 2,0 mm minimalny promień wynosi 150-175 mm (zimny) lub 130-150 mm (wygięty fabrycznie). Ciaśniejsze zagięcia podczas cykli cieplnych mogą powodować osłabienie ścian, nadmierne naprężenia i pęknięcia naprężeniowe. Inżynierowie muszą zmierzyć krzywiznę włazu, określić wymagany promień zgięcia, porównać go z ograniczeniami grzejnika i, jeśli to konieczne, zamówić wstępnie wygięte grzejniki. Jeśli wymagany promień jest mniejszy niż minimalny, dostosuj sposób montażu do wielu prostych grzejników, grzejników o mniejszej średnicy lub elastycznej przenośnej rurki. Wygięcie grzejnika poza jego granicę nie jest opcją projektową, jest to awaria, która może się wydarzyć. Szanuj promień. Szanuj istotę.